BIM在机电与电缆管理中的应用

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基于BIM的电缆管理系统的应用价值

BIM技术自诞生以来，在建筑领域应用较早，目前在建筑行业成功的应用案例也有很多，并且有比较成熟的软件支持。我们借鉴了成熟案例的经验，利用BIM技术的三维形象化、可视化、信息集成度高等优势为电缆管理系统找到了新的思路和应用方法。下面对该系统的应用价值进行具体分析。

形象化展示：进行三维模拟展示时，以形象的三维模型作为项目的电缆信息载体，施工人员可更加直观地了解施工作业部位和对象，进而提高施工质量、工作效率和施工精细化程度。

信息集成化：BIM模型所含有的信息进行协同工作，实现各阶段信息的有效传递，使施工人员通过BIM就能查找到相关信息，提高信息的全面性和准确率，减少信息流失，使得信息追溯方便快捷。

优化功能：该系统既可以在网页端进行电缆数据信息查询、填报也可以通过智能手机终端进行操作，大大提高了电缆数据信息的管理效率。

基于BIM的电缆管理系统技术方案

系统整体结构设计

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系统整体架构

基于施工图纸完成BIM模型的建立，以电缆清册为依据，为各类电缆规划详尽的走向，对垂直、水平不同状况下的电缆布置提供合理优化的转弯方向及半径，结合房建模型特点以及线路走向确定支吊架的安装位置及形式，并对支吊架方案进行优化处理。

建模完成后进行碰撞检测，最终形成可指导施工的电缆敷设模型。通过该模型可进行工程量统计，生成电缆敷设施工图、电缆清册、电缆配盘表、电缆路径及电缆排布图等施工图纸，图纸校审通过后对模型及图纸进行编码导入平台进行管理。

现场施工人员施工前可登陆平台查询需要敷设的电缆。通过可视化查询可以直观地看到电缆径路和敷设情况，为施工人员提供查询、下载相关图纸、图表的功能，作为现场施工的依据。施工结束后，可根据配置好的信息模板填报相应的电缆信息。

系统硬件架构设计

本系统硬件主要包含工作站和后台服务器。工作站可以是电脑或智能手机终端，用于进入系统进行电缆数据信息管理工作。两台后台服务器分别为服务器和数据库服务器。其中，服务器用于电缆管理的发布。数据库服务器用于配置文件、中心数据库管理以及BIM模型系统和电缆管理系统的存储。

软件结构设计

数据层：由该系统的数据库和配置文件组成。

服务层：主要由数据访问层构成。其中，数据访问层是应用层数据处理程序的基础。为用户提供增加、删减、更改、查找数据库中的电缆数据，以及读取配置文件内容等基本操作。

应用层：在服务层和数据层的支持下实现系统操作与应用，也就是页面。其功能主要有模型信息管理、模型编码管理、资料管理、数据导入、基础数据及业务数据维护、二维码管理、数据查询等。

基于BlM的电缆管理系统功能应用

该系统提供统一的电缆模型信息模板及电缆数据导入的功能，数据配置责任人进行数据管理及维护，实现电缆数据的导入和共享的规范化管理。所有电缆数据信息在施工现场将以二维码为载体展现，通过扫描二维码，可以将设计、施工、运维各阶段的数据动态接入系统。最后形成以模型为载体，二维码为信息扩展入口，集成每条电缆的数据信息，实现了电缆数据管理的动态扩展。既可以在三维场景中通过模型交互查看电缆信息，也可以通过扫描电缆上的二维码快速查询相关信息。真正实现设计、施工、运维三个阶段所有相关数据的存档管理。

例如：某个区间工点需要进行电缆管理。首先要基于相关标准对本项目工程实体制定一套完整、可行的编码规则。然后通过建模软件创建该工点的电缆模型并按本项目的编码规则对相关模型进行分类编码。再将三维模型导入至BIM平台中作为电缆数据的三维可视化载体进行统一管理。通过在平台中对电缆按编码进行分类配置，导入对应的电缆图纸资料、数据绑定到模型上进行信息集成化管理。

在平台中生成二维码，现场施工时打印安装在电缆上。将二维码作为现场人员信息交互的快速入口，通过扫描二维码可快速查询相关的设计、施工、运维数据信息，也可以将相关的施工、运维记录作为档案扩展到电缆属性中。

通过BIM平台中的电缆查询功能，快速查询该工点的相关电缆，查询相关的关联数据。

具体操作流程如下：

(1)打开平台网站，登录个人账户进入平台。

(2)左侧菜单栏找到【项目管理】，并在项目配置中配置相关的编码规则。

(3)左侧菜单栏找到【模型管理】，上传BIM模型。

(4)进入模块后点击【数据导入】，根据BIM联盟的信息交换模板，填相关数据，导人平台，将相关基础信息挂载到模型上。

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数据导入界面

(5)进入模块后点击【电缆管理】，根据电缆类型配置电缆信息，用于电缆查询。

(6)通过选择工点、专业、电缆编号进行查询，可以快速定位到电缆位置，还可以点击漫游，查看电缆路径。

(7)经过查询界面的操作后，系统会自动过滤无关的模型，形象地展示电缆始末端连接的设备以及经过的支吊架等。点击右侧信息栏可查看电缆的数据信息。

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电缆数据信息

(8)进入模块后点击【二维码管理】，根据工点、专业生成相关电缆的二维码，施工结束后，安装在对应电缆上。现场通过智能手机终端对二维码进行识别操作，根据系统配置的用户权限可直接查询相关电缆数据信息或动态扩展。

系统特点

综合目前高速铁路四电工程电缆管理的特点，再结合京雄城际铁路四电工程电缆管理需求，研发了基于BIM电缆管理系统。该系统具备功能齐全、操作简单、数据实时共享、应用性强等优点，为施工人员提供了一个多方位、多功能、全过程的信息共享、信息交流、信息管理精度高的铁路四电工程电缆管理平台。为京雄城际铁路四电工程电缆管理提供了高效、高水平的信息化管理平台。

利用BIM技术对四电工程的电缆进行路径优化，通过三维可视化的效果，更加快捷地规划布局，完善电缆的走向和层次。依据制定的编码规则及电缆命名规则，对每一条电缆编码及命名，有利于实现电缆相关属性的挂接。

通过应用层页面的架构设计，实现了对铁路四电工程的电缆管理。其中，三维可视化的电缆径路可以指导现场施工，电缆数据管理可以提高施工管理的精细化程度。从而使得该系统在电缆管理方面实现全面的三维模型高精度、全方位的展示，具有数据信息管理精细度高、可追溯性好等特点。

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BIM(建筑信息模型)技术在高铁四电工程电缆管理系统的应用方法.平台体系架构采用服务用户的思想,将软件设计分为:数据层,服务层,应用层;采用架构设计,能够在浏览器中访问平台提供的电缆管理功能和服务,详细构建了四电工程电缆管理系统数据库;硬件架构，数据服务器,工作站,实现四电工程电缆管理的系统功能.通过测试,系统运行正常,实现基于BIM的信息化管理,对提高电缆施工管理效率和信息可追溯性至关重要.

基于BIM的电缆管理系统中由BIM来承载电缆信息数据库，实现电缆的三维可视化展示和数据信息的高度集成。所涉及到的人员可通过端BIM平台或智能手机终端进行查询、填报等操作，方便相关人员的沟通与交流。通过该系统实现电缆信息共享及协同管理，提高信息应用的价值，从而提高工作效率。

成都轨道交通17号线一期工程金星站、黄石站完成土建作业面移交机电工作，标志着全线机电工程即将进入全面实施阶段。中交机电局作为成都地铁17号线机电工程管理实施单位，系统总结青岛、福州等地铁机电项目实施经验，推动现场施工管理深度融合BIM技术，推广应用BIM协同施工管理平台，进一步提高施工效率、把控项目进度、保障工程品质。

成都轨道交通17号线一期工程为市内快速干线，设计最高时速达140km/h，线路长26.145公里，为西北-东南走向，沿线途经温江、双流和武候三个区。中交机电局负责实施的机电工程范围包含常规机电系统、供电系统、弱电系统、接触网、装修工程、“三临”工程等。

项目坚持实行机电全专业、施工全过程应用BIM技术，2018年4月，成都地铁17号线机电项目BIM工作小组正式成立。截至目前，BIM小组已累计完成正线9个车站、车辆段19个单体、2座主变电所建筑结构、常规机电模型构建；完成金星、黄石、明光、温泉大道4座车站及车辆段综合楼、食堂及公寓等大型单体管综深化设计、风管预制加工，并完成水管径路图、桥架径路图、孔洞预留图等；完成温泉大道站三维激光扫描，机器人放样；市五医院消防泵房模块化预配组装；高架段接触网预配计算；部分机电施工工艺交底视频；大型设备运输路径方案模拟等。

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电项目实行机电全专业、施工全过程应用BIM技术，包括管综深化设计、供电系统优化、弱电系统优化、风/水管预制加工、接触网预配、孔洞预留、三维激光扫描、定位放样等。同时，开发运用BIM协同施工管理平台，对项目进度、安全、质量、物资、人员、竣工资料、管理驾驶舱等多方面进行BIM深度应用，指导机电施工。

模型应用与实施

通过BIM管综深化设计，获得符合设计和施工要求以及可进行施工指导的管综模型和二维图纸，避免返工，减少材料废弃，提升施工质量和效率。

管综深化后，进行BIM孔洞预留并将各专业孔洞出图，保证砌筑预留孔洞准确性，避免返工。

利用三维激光扫描技术核查BIM模型误差，采用放样机器人现场定位放样，准确定位支吊架等安装位置，实现模型指导现场精准施工。

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创建风/水管件等分段预制模型（尤其是异形管件），生成加工图纸，导入设备进行数字化加工，实现模型指导预制加工。

对管综深化完成的模型进行支吊架模拟安装和受力计算，精确建立支吊架的模型并确定安装的精准位置，预制加工，配合现场定位放样，指导现场支吊架安装。

重点设备机房模块化的预配优化生产，提高安装集成度，优化设备安装、运维空间，整体提升机电安装效率和质量，降低成本。

通过BIM技术完成电缆敷设工艺设计，做到电缆敷设路径可视化，下料精确化，充分利用电缆支架的容积率、分布规则和电缆最小弯曲半径，保证了备料的精确合理性和施工工艺的标准化。

来源：环球晶点

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